JP5121627B2 - カラーフィルタ、ならびにこれを備えた液晶セル及び液晶表示装置 - Google Patents
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Description
本発明は、カラー表示用液晶表示装置に有用なカラーフィルタ、ならびにこれを備えた液晶セル及び液晶表示装置に関する。
従来、カラー表示用液晶表示装置に利用されるカラーフィルタには、その作製に用いられる着色材料（顔料）によって光散乱が生じ、液晶表示装置の白／黒コントラストを低下させるという問題があった。さらに、この光散乱には波長依存性があるため、黒の光漏れに着色が生じてしまうという問題もあった。この様なカラーフィルタに起因する液晶表示装置の黒表示時の色味付きを軽減することを目的として、種々の特性のカラーフィルタが提案されている（例えば、特許文献１〜３）。
特許第４０４１８１４号公報
特開２００５−３１６４３９号公報
特開２００６−３３１９３７号公報
しかし、本発明者が種々検討したところ、カラーフィルタの特性を上記特許文献に提案されている通りに調整しても、白表示／黒表示における色味に差が生じてしまうことがわかった。この原因についてさらに検討した結果、白表示／黒表示における色味付きの一因に、液晶層の複屈折に起因する青色に着色した光漏れがあること、上記特許文献で提案されているカラーフィルタの特性には、この液晶層の複屈折に起因する青色の光漏れが考慮されていないことが原因であることがわかった。
従って、本発明は、液晶表示装置に組み込んで使用された際に、白表示／黒表示において色味の差が生じるのを軽減するのに寄与するカラーフィルタを提供すること；ならびに白表示／黒表示における色味の差が軽減された液晶セル及び液晶表示装置を提供すること；を課題とする。
前記課題を解決するための手段は、以下の通りである。
［１］ 互いに異なる色相の複数の有色ドメインが規則的に複数配列したカラーフィルタであって、ＣＩＥ色空間における三刺激値Ｘ、Ｙ及びＺのそれぞれから以下の定義に従って算出されるコントラストＣＸ、ＣＹ及びＣＺが、ＣＹ＜ＣＸ＜ＣＺを満足することを特徴とするカラーフィルタ。
（カラーフィルタのＣＸ、ＣＹ及びＣＺはそれぞれ、一対の偏光板を準備し、カラーフィルタをパラレルニコル状態の当該一対の偏光板の間に挟んだ状態で光を照射して得られる三刺激値Ｘｐ１、Ｙｐ１及びＺｐ１；カラーフィルタをクロスニコル状態の当該一対の偏光板の間に挟んだ状態で光を照射して得られる三刺激値Ｘｃ１、Ｙｃ１及びＺｃ１；カラーフィルタを挟まない当該一対の偏光板をパラレルニコル状態にして光を照射して得られる三刺激値Ｘｐ２、Ｙｐ２、及びＺｐ２；並びにカラーフィルタを挟まない当該一対の偏光板をクロスニコル状態にして光を照射して得られる三刺激値Ｘｃ２、Ｙｃ２及びＺｃ２；を用いて、以下の式
１／ＣＸ＝Ｘｃ１／Ｘｐ１−Ｘｃ２／Ｘｐ２
１／ＣＹ＝Ｙｃ１／Ｙｐ１−Ｙｃ２／Ｙｐ２
１／ＣＺ＝Ｚｃ１／Ｚｐ１−Ｚｃ２／Ｚｐ２
でそれぞれ定義される。）
［２］ ３×ＣＹ＜ＣＺを満足することを特徴とする［１］のカラーフィルタ。
［３］ 前記互いに異なる色相の複数の有色ドメインが、赤色（Ｒ）ドメイン、緑色（Ｇ）ドメイン及び青色（Ｂ）ドメインを含むことを特徴とする［１］又は［２］のカラーフィルタ。
［４］ Ｇドメイン及びＢドメインのそれぞれの原料である着色組成物を、別々にガラス上に同一の厚みで塗布して形成されたＧ層及びＢ層それぞれの、ＣＩＥ色空間における刺激値Ｙから算出されるコントラストＣＹＧ及びＣＹＢが、ＣＹＧ×４≦ＣＹＢを満足することを特徴とする［１］〜［３］のいずれかのカラーフィルタ。
［５］ Ｒドメイン、Ｇドメイン及びＢドメインのそれぞれが、一種又は二種以上の顔料を含有し、Ｒドメイン、Ｇドメイン及びＢドメイン中の主顔料それぞれの平均粒径ｄｒ、ｄｇ及びｄｂが、ｄｂ＜ｄｒ＜ｄｇを満足し、且つｄｇ＞１．５×ｄｂを満足することを特徴とする［１］〜［４］のいずれかのカラーフィルタ。
［６］ Ｒドメイン、Ｇドメイン及びＢドメインのそれぞれが、一種又は二種以上の顔料を含有し、Ｒドメイン、Ｇドメイン及びＢドメイン中の主顔料それぞれの凝集度ｆｒ、ｆｇ、及びｆｂが、ｆｂ＜ｆｒ＜ｆｇを満足し、且つｆｇ＞１．５×ｆｂを満足することを特徴とする［１］〜［５］のいずれかのカラーフィルタ。
［７］ Ｇドメイン及びＢドメインがそれぞれ一種又は二種以上の顔料を含有し、Ｇドメイン及びＢドメイン中の主顔料それぞれの平均粒径ｄｇ及びｄｂと、Ｇドメイン及びＢドメイン中の主顔料それぞれの凝集度ｆｇ、及びｆｂが、ｄｇ×ｆｇ＞１．５×ｄｂ×ｆｂを満足することを特徴とする［１］〜［６］のいずれかのカラーフィルタ。
［８］ Ｒドメイン及びＧドメインがそれぞれ一種又は二種以上の顔料で着色され、並びにＢドメインが一種又は二種以上の染料で着色されることを特徴とする［１］〜［４］のいずれかのカラーフィルタ。
［９］ ［１］〜［８］のいずれかのカラーフィルタを内部に有する液晶セルであって、ＣＩＥ色空間における刺激値Ｘ、Ｙ及びＺのそれぞれから以下の定義に従って算出されるコントラストＣＸ、ＣＹ及びＣＺが、誤差１０％の範囲で互いに等しいことを特徴とする液晶セル。
（液晶セルのＣＸ、ＣＹ及びＣＺはそれぞれ、一対の偏光板を準備し、液晶セルをパラレルニコル状態の当該一対の偏光板の間に挟んだ状態で光を照射して得られる三刺激値Ｘｐ１、Ｙｐ１及びＺｐ１；及び液晶セルをクロスニコル状態の当該一対の偏光板の間に挟んだ状態で光を照射して得られる三刺激値Ｘｃ１、Ｙｃ１及びＺｃ１；を用いて、以下の式
１／ＣＸ＝Ｘｃ１／Ｘｐ１
１／ＣＹ＝Ｙｃ１／Ｙｐ１
１／ＣＺ＝Ｚｃ１／Ｚｐ１
でそれぞれ定義される。）
［１０］ 垂直配向モードであることを特徴とする［９］の液晶セル。
［１１］ ＣＹが、５０００以上であることを特徴とする［９］又は［１０］の液晶セル。
［１２］ 一対の偏光子と、その間に配置された［９］〜［１１］のいずれかの液晶セルとを有する液晶表示装置。
［１］ 互いに異なる色相の複数の有色ドメインが規則的に複数配列したカラーフィルタであって、ＣＩＥ色空間における三刺激値Ｘ、Ｙ及びＺのそれぞれから以下の定義に従って算出されるコントラストＣＸ、ＣＹ及びＣＺが、ＣＹ＜ＣＸ＜ＣＺを満足することを特徴とするカラーフィルタ。
（カラーフィルタのＣＸ、ＣＹ及びＣＺはそれぞれ、一対の偏光板を準備し、カラーフィルタをパラレルニコル状態の当該一対の偏光板の間に挟んだ状態で光を照射して得られる三刺激値Ｘｐ１、Ｙｐ１及びＺｐ１；カラーフィルタをクロスニコル状態の当該一対の偏光板の間に挟んだ状態で光を照射して得られる三刺激値Ｘｃ１、Ｙｃ１及びＺｃ１；カラーフィルタを挟まない当該一対の偏光板をパラレルニコル状態にして光を照射して得られる三刺激値Ｘｐ２、Ｙｐ２、及びＺｐ２；並びにカラーフィルタを挟まない当該一対の偏光板をクロスニコル状態にして光を照射して得られる三刺激値Ｘｃ２、Ｙｃ２及びＺｃ２；を用いて、以下の式
１／ＣＸ＝Ｘｃ１／Ｘｐ１−Ｘｃ２／Ｘｐ２
１／ＣＹ＝Ｙｃ１／Ｙｐ１−Ｙｃ２／Ｙｐ２
１／ＣＺ＝Ｚｃ１／Ｚｐ１−Ｚｃ２／Ｚｐ２
でそれぞれ定義される。）
［２］ ３×ＣＹ＜ＣＺを満足することを特徴とする［１］のカラーフィルタ。
［３］ 前記互いに異なる色相の複数の有色ドメインが、赤色（Ｒ）ドメイン、緑色（Ｇ）ドメイン及び青色（Ｂ）ドメインを含むことを特徴とする［１］又は［２］のカラーフィルタ。
［４］ Ｇドメイン及びＢドメインのそれぞれの原料である着色組成物を、別々にガラス上に同一の厚みで塗布して形成されたＧ層及びＢ層それぞれの、ＣＩＥ色空間における刺激値Ｙから算出されるコントラストＣＹＧ及びＣＹＢが、ＣＹＧ×４≦ＣＹＢを満足することを特徴とする［１］〜［３］のいずれかのカラーフィルタ。
［５］ Ｒドメイン、Ｇドメイン及びＢドメインのそれぞれが、一種又は二種以上の顔料を含有し、Ｒドメイン、Ｇドメイン及びＢドメイン中の主顔料それぞれの平均粒径ｄｒ、ｄｇ及びｄｂが、ｄｂ＜ｄｒ＜ｄｇを満足し、且つｄｇ＞１．５×ｄｂを満足することを特徴とする［１］〜［４］のいずれかのカラーフィルタ。
［６］ Ｒドメイン、Ｇドメイン及びＢドメインのそれぞれが、一種又は二種以上の顔料を含有し、Ｒドメイン、Ｇドメイン及びＢドメイン中の主顔料それぞれの凝集度ｆｒ、ｆｇ、及びｆｂが、ｆｂ＜ｆｒ＜ｆｇを満足し、且つｆｇ＞１．５×ｆｂを満足することを特徴とする［１］〜［５］のいずれかのカラーフィルタ。
［７］ Ｇドメイン及びＢドメインがそれぞれ一種又は二種以上の顔料を含有し、Ｇドメイン及びＢドメイン中の主顔料それぞれの平均粒径ｄｇ及びｄｂと、Ｇドメイン及びＢドメイン中の主顔料それぞれの凝集度ｆｇ、及びｆｂが、ｄｇ×ｆｇ＞１．５×ｄｂ×ｆｂを満足することを特徴とする［１］〜［６］のいずれかのカラーフィルタ。
［８］ Ｒドメイン及びＧドメインがそれぞれ一種又は二種以上の顔料で着色され、並びにＢドメインが一種又は二種以上の染料で着色されることを特徴とする［１］〜［４］のいずれかのカラーフィルタ。
［９］ ［１］〜［８］のいずれかのカラーフィルタを内部に有する液晶セルであって、ＣＩＥ色空間における刺激値Ｘ、Ｙ及びＺのそれぞれから以下の定義に従って算出されるコントラストＣＸ、ＣＹ及びＣＺが、誤差１０％の範囲で互いに等しいことを特徴とする液晶セル。
（液晶セルのＣＸ、ＣＹ及びＣＺはそれぞれ、一対の偏光板を準備し、液晶セルをパラレルニコル状態の当該一対の偏光板の間に挟んだ状態で光を照射して得られる三刺激値Ｘｐ１、Ｙｐ１及びＺｐ１；及び液晶セルをクロスニコル状態の当該一対の偏光板の間に挟んだ状態で光を照射して得られる三刺激値Ｘｃ１、Ｙｃ１及びＺｃ１；を用いて、以下の式
１／ＣＸ＝Ｘｃ１／Ｘｐ１
１／ＣＹ＝Ｙｃ１／Ｙｐ１
１／ＣＺ＝Ｚｃ１／Ｚｐ１
でそれぞれ定義される。）
［１０］ 垂直配向モードであることを特徴とする［９］の液晶セル。
［１１］ ＣＹが、５０００以上であることを特徴とする［９］又は［１０］の液晶セル。
［１２］ 一対の偏光子と、その間に配置された［９］〜［１１］のいずれかの液晶セルとを有する液晶表示装置。
本発明によれば、液晶表示装置に組み込んで使用された際に、白表示／黒表示において色味の差が生じるのを軽減するのに寄与するカラーフィルタを提供すること；ならびに白表示／黒表示における色味の差が軽減された液晶セル及び液晶表示装置を提供すること；ができる。
以下、本発明について詳細に説明する。なお、本明細書において「〜」とはその前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。
１．カラーフィルタ
本発明は、互いに異なる色相の複数の有色ドメインが規則的に複数配列したカラーフィルタであって、ＣＩＥ色空間における三刺激値Ｘ、Ｙ及びＺのそれぞれから以下の定義に従って算出されるコントラストＣＸ、ＣＹ及びＣＺが、ＣＹ＜ＣＸ＜ＣＺを満足することを特徴とするカラーフィルタに関する。ここで、ＣＩＥ色空間とは、１９３１年にＣＩＥが制定した可視光スペクトルを表現する標準化された色空間であり、ＣＩＥ色空間の基本モデルとして、ＣＩＥ ＸＹＺ等色座標系がある。本発明では、このＣＩＥ色空間における三刺激値Ｘ、Ｙ及びＺのそれぞれから以下の定義に従ってカラーフィルタのコントラストＣＸ、ＣＹ及びＣＺを求める。
１．カラーフィルタ
本発明は、互いに異なる色相の複数の有色ドメインが規則的に複数配列したカラーフィルタであって、ＣＩＥ色空間における三刺激値Ｘ、Ｙ及びＺのそれぞれから以下の定義に従って算出されるコントラストＣＸ、ＣＹ及びＣＺが、ＣＹ＜ＣＸ＜ＣＺを満足することを特徴とするカラーフィルタに関する。ここで、ＣＩＥ色空間とは、１９３１年にＣＩＥが制定した可視光スペクトルを表現する標準化された色空間であり、ＣＩＥ色空間の基本モデルとして、ＣＩＥ ＸＹＺ等色座標系がある。本発明では、このＣＩＥ色空間における三刺激値Ｘ、Ｙ及びＺのそれぞれから以下の定義に従ってカラーフィルタのコントラストＣＸ、ＣＹ及びＣＺを求める。
図１に、三刺激値Ｘ、Ｙ及びＺの測定方法の概略の模式図を示す。図１に示す通り、サンプル１０を、一対の偏光板１２ａ及び１２ｂの間に配置する。ここではサンプル１０はカラーフィルタになる。偏光板１２ｂの下部に配置された光源１４から面状に光を照射して、偏光板１２ａの上部に配置された輝度計１６によって輝度を測定し、その測定値から、三刺激値Ｘ、Ｙ及びＺが算出される。三刺激値ＸＹＺそれぞれのコントラストは、偏光板１２ａ及び１２ｂをクロスニコル状態（黒状態）にして測定される三刺激値Ｘｃ、Ｙｃ及びＺｃに対する、偏光板１２ａ及び１２ｂをパラレルニコル状態（白状態）として測定される三刺激値Ｘｐ、Ｙｐ及びＺｐの比（即ち、Ｘｐ／Ｘｃ、Ｙｐ／Ｙｃ及びＺｐ／Ｚｃ）として定義できるが、偏光板１２ａ及び１２ｂの寄与分について補正する必要がある。従って、カラーフィルタであるサンプル１０が配置された図１の状態で、一対の偏光板１２ａ及び１２ｂをパラレルニコル状態として三刺激値Ｘｐ１、Ｙｐ１及びＺｐ１を測定し、同じくカラーフィルタが配置された図１の状態で、クロスニコル状態として三刺激値Ｘｃ１、Ｙｃ１及びＺｃ１を測定するとともに、カラーフィルタであるサンプル１０が配置されていない図２の状態で、一対の偏光板１２ａ及び１２ｂをパラレルニコル状態として三刺激値Ｘｐ２、Ｙｐ２及びＺｐ２を測定し、同じくカラーフィルタが配置されていない図２の状態で、クロスニコル状態として三刺激値Ｘｃ２、Ｙｃ２及びＺｃ２を測定する。
図１及び図２中、輝度計１６としては、トプコン社製ＳＲ‐３、ＢＭ−５Ａ等を使用することができ、及び光源１４としては、蛍光ランプ、反射板、拡散板、プリズムシートで構成された液晶表示装置用バックライトや、蛍光ランプ、拡散板で構成されたシャーカステン等の面光源を使用することができるが、これらに限定されるものではなく、これらの製品と同等の性能の輝度計及び光源のいずれも使用できるであろう。また、一対の偏光板１２ａ及び１２ｂは、波長５３０ｎｍにおける消光比が１０3以上であり、パラレルニコル状態の透過率が５〜４０％、クロスニコル状態の透過率が０．００００１〜０．０４％のものを用いることができる。一例は、波長５３０nmにおける消光比が１０4以上で、パラレルニコル状態で透過率３５％及びクロスニコル状態で透過率０．００３５％の一対の偏光板である。なお、一対の偏光板１２ａ及び１２ｂの大きさは、長辺１０〜１５０ｍｍ程度、短辺１０〜１５０ｍｍ程度、厚み０．１〜５ｍｍ程度であり、及びカラーフィルタサンプルの大きさは、長辺３０〜１５００ｍｍ程度、短辺３０〜１０００ｍｍ程度、厚み０．１〜１０ｍｍ程度であるが、特にこの大きさに制限されるものではない。
また、図１及び図２に示す通り、サンプル１０は、光源側に配置される偏光板１２ｂに接触させ、輝度計側に配置される偏光板１２ａとは、５０ｍｍ程度離して配置する。また、図中の破線は、取込角の範囲を示す。ここで取込角とは、観察点からレンズの開口を見込む角度をいう。取込角は、０．０１〜１０．０°程度で行うのが好ましい。
ここで、ｎ個（ｎは自然数）のコントラスト低下要因からなる集合体のコントラストＣは、各要因のコントラストＣｉ（１≦ｉ≦ｎ）を用いて、以下のモデル式で定義される。
図１の状態で求められたパラレルニコル状態とクロスニコル状態の三刺激値それぞれの比、Ｘｐ１／Ｘｃ１、Ｙｐ１／Ｙｃ１及びＺｐ１／Ｚｃ１はそれぞれ、カラーフィルタと偏光板の集合体のコントラストであり、並びに図２の状態で求められたパラレルニコル状態とクロスニコル状態の三刺激値それぞれの比、Ｘｐ２／Ｘｃ２、Ｙｐ２／Ｙｃ２及びＺｐ２／Ｚｃ２はそれぞれ、偏光板単体のコントラストであるので、カラーフィルタ単体のコントラストＣＸ、ＣＹ及びＣＺはそれぞれ、下記式によって定義される。
１／ＣＸ＝Ｘｃ１／Ｘｐ１−Ｘｃ２／Ｘｐ２
１／ＣＹ＝Ｙｃ１／Ｙｐ１−Ｙｃ２／Ｙｐ２
１／ＣＺ＝Ｚｃ１／Ｚｐ１−Ｚｃ２／Ｚｐ２
１／ＣＸ＝Ｘｃ１／Ｘｐ１−Ｘｃ２／Ｘｐ２
１／ＣＹ＝Ｙｃ１／Ｙｐ１−Ｙｃ２／Ｙｐ２
１／ＣＺ＝Ｚｃ１／Ｚｐ１−Ｚｃ２／Ｚｐ２
本発明のカラーフィルタは、三刺激値Ｘ、Ｙ及びＺから算出される上記の通り定義されるコントラストＣＸ、ＣＹ及びＣＺが、ＣＹ＜ＣＸ＜ＣＺを満足する。本発明者が鋭意検討した結果、ＶＡ（vertical alignment）モード、ＩＰＳ（in-plane switching）モード、ＴＮ（twisted nematic）モード、ＳＴＮ（super twisted nematic）モード、ＥＣＢ（electrically controlled birefringence）モード、及びＯＣＢ（optically compensated bend）モード等動作の態様が異なるいずれの液晶モードでも、黒表示時に液晶層には青色の光漏れが生じる場合があることがわかった。そのため、液晶層単独のコントラストＣＸ、ＣＹ及びＣＺは、黒表示時に生じる青色の漏れ光によってコントラストＣＺが低下し、ＣＺ＜ＣＸ＜ＣＹとなることがわかった。さらに、一般的な偏光板についても、偏光板単独のコントラストＣＸ、ＣＹ及びＣＺは、ＣＺ＜ＣＸ＜ＣＹを満足する。上記特性を満足する本発明のカラーフィルタを使用することにより、液晶層及び偏光板に起因するコントラストＣＺの低下を補償することができ、液晶セル及び液晶表示装置全体としては、ＣＸ、ＣＹ及びＣＺがおおよそ等しく、即ち、黒表示時に生じる色味付きを軽減することができる。
本発明のカラーフィルタの中でも、コントラストＣＺ及びＣＹが、３×ＣＹ＜ＣＺを満足する態様は、高コントラストの液晶セルで生じる色味付きを軽減できる点で優れている。より好ましくは、５×ＣＹ≦ＣＺである。本発明のカラーフィルタのコントラストＣＸ、ＣＹ及びＣＺが、ＣＹ＜ＣＸ＜ＣＺを満足する限り本発明の効果を得ることができるが、液晶表示装置の高画質、高コントラスト等に寄与するという観点では、ＣＹ＜ＣＸ＜ＣＺを満足することを前提に、ＣＸは２０００〜４００００であり、ＣＹは１５００〜３００００であり、及びＣＺは３０００〜２０００００であるのが好ましく、並びにＣＸは５０００〜４００００であり、ＣＹは４０００〜３００００であり、及びＣＺは２００００〜２０００００であるのがより好ましい。
以下、本発明のカラーフィルタの製造に利用される材料及び方法等について詳細に説明する。
本発明のカラーフィルタの一例は、赤色（Ｒ）ドメイン、緑色（Ｇ）ドメイン及び青色（Ｂ）ドメインを含むＲＧＢカラーフィルタ、又はＲＧＢドメインとともに、白色（Ｗ）ドメインを含むＲＧＢＷカラーフィルタである。以下、ＲＧＢドメインを含むカラーフィルタの例を主として、製造方法及び利用される材料等を説明するが、勿論、本発明のカラーフィルタはこの態様に限定されるものではない。
本実施形態のカラーフィルタの製造では、ＲＢＧ各色の着色組成物を利用して、各ドメインを形成することができる。Ｒドメイン、Ｇドメイン及びＢドメインのそれぞれの原料である着色組成物の組成を調整して、ＣＹ＜ＣＸ＜ＣＺを満足するカラーフィルタを製造することができる。具体的には、Ｒドメイン、Ｇドメイン及びＢドメインのそれぞれの原料である着色組成物のそれぞれを、別々にガラス上に同一の厚みで塗布してＲ層、Ｇ層及びＢ層を形成し、それぞれのＣＩＥ色空間における刺激値ＹのコントラストＣＹＲ、ＣＹＧ及びＣＹＢを算出すると、ＣＹＧ＜ＣＹＲ＜ＣＹＢを満足するように、各着色組成物を調製する。特に、当該Ｇ層及び当該Ｂ層のコントラストＣＹＧ及びＣＹＢが、ＣＹＧ×４≦ＣＹＢを満足していると、高コントラストの液晶セルで生じる色味付きを軽減できる点で好ましい。より好ましくは、ＣＹＧ×１０≦ＣＹＢである。
本発明のカラーフィルタの一例は、赤色（Ｒ）ドメイン、緑色（Ｇ）ドメイン及び青色（Ｂ）ドメインを含むＲＧＢカラーフィルタ、又はＲＧＢドメインとともに、白色（Ｗ）ドメインを含むＲＧＢＷカラーフィルタである。以下、ＲＧＢドメインを含むカラーフィルタの例を主として、製造方法及び利用される材料等を説明するが、勿論、本発明のカラーフィルタはこの態様に限定されるものではない。
本実施形態のカラーフィルタの製造では、ＲＢＧ各色の着色組成物を利用して、各ドメインを形成することができる。Ｒドメイン、Ｇドメイン及びＢドメインのそれぞれの原料である着色組成物の組成を調整して、ＣＹ＜ＣＸ＜ＣＺを満足するカラーフィルタを製造することができる。具体的には、Ｒドメイン、Ｇドメイン及びＢドメインのそれぞれの原料である着色組成物のそれぞれを、別々にガラス上に同一の厚みで塗布してＲ層、Ｇ層及びＢ層を形成し、それぞれのＣＩＥ色空間における刺激値ＹのコントラストＣＹＲ、ＣＹＧ及びＣＹＢを算出すると、ＣＹＧ＜ＣＹＲ＜ＣＹＢを満足するように、各着色組成物を調製する。特に、当該Ｇ層及び当該Ｂ層のコントラストＣＹＧ及びＣＹＢが、ＣＹＧ×４≦ＣＹＢを満足していると、高コントラストの液晶セルで生じる色味付きを軽減できる点で好ましい。より好ましくは、ＣＹＧ×１０≦ＣＹＢである。
各有色のドメインを形成するのに用いられる着色組成物は、染料及び顔料等の着色剤を含有する。
顔料：
ＲＧＢ等の着色剤として用いる顔料としては、無機顔料及び有機顔料のいずれも用いることができる。顔料の平均粒径が小さいほど、それを含有する着色組成物から形成される有色ドメインが高コントラストになる傾向がある。従って、Ｒドメイン、Ｇドメイン及びＢドメインのそれぞれを形成するのに、一種又は二種以上の顔料を含有する着色組成物を利用する態様では、Ｒドメイン、Ｇドメイン及びＢドメインの主顔料それぞれの平均粒径ｄｒ（Ｒドメインの主顔料の平均粒径）、ｄｇ（Ｇドメインの主顔料の平均粒径）及びｄｂ（Ｂドメインの主顔料の平均粒径）が、ｄｂ＜ｄｒ＜ｄｇを満足することが好ましい。ここで「主顔料」とは、着色組成物中に含有される全顔料のうち最も高い比率で含有される顔料のことをいうものとする。また、顔料の「平均粒径」は、顔料分散液をろ紙上に乾かし、走査型電子顕微鏡写真を撮影し、１００個の粒子をノギスで測定することにより測定された値をいう。この平均粒径を一次粒径と呼ぶ場合もある。一般的には、カラーフィルタの形成に利用される顔料の平均粒径は５〜５０ｎｍ程度である。一例としては、ｄｂ＜ｄｒ＜ｄｇを満足することを条件に、Ｒドメインの主顔料の平均粒径ｄｒが１５〜５０ｎｍ程度、Ｇドメインの主顔料の平均粒径ｄｇが１５〜５０ｎｍ程度、及びＢドメインの主顔料の平均粒径ｄｂが５〜３５ｎｍ程度である。
顔料：
ＲＧＢ等の着色剤として用いる顔料としては、無機顔料及び有機顔料のいずれも用いることができる。顔料の平均粒径が小さいほど、それを含有する着色組成物から形成される有色ドメインが高コントラストになる傾向がある。従って、Ｒドメイン、Ｇドメイン及びＢドメインのそれぞれを形成するのに、一種又は二種以上の顔料を含有する着色組成物を利用する態様では、Ｒドメイン、Ｇドメイン及びＢドメインの主顔料それぞれの平均粒径ｄｒ（Ｒドメインの主顔料の平均粒径）、ｄｇ（Ｇドメインの主顔料の平均粒径）及びｄｂ（Ｂドメインの主顔料の平均粒径）が、ｄｂ＜ｄｒ＜ｄｇを満足することが好ましい。ここで「主顔料」とは、着色組成物中に含有される全顔料のうち最も高い比率で含有される顔料のことをいうものとする。また、顔料の「平均粒径」は、顔料分散液をろ紙上に乾かし、走査型電子顕微鏡写真を撮影し、１００個の粒子をノギスで測定することにより測定された値をいう。この平均粒径を一次粒径と呼ぶ場合もある。一般的には、カラーフィルタの形成に利用される顔料の平均粒径は５〜５０ｎｍ程度である。一例としては、ｄｂ＜ｄｒ＜ｄｇを満足することを条件に、Ｒドメインの主顔料の平均粒径ｄｒが１５〜５０ｎｍ程度、Ｇドメインの主顔料の平均粒径ｄｇが１５〜５０ｎｍ程度、及びＢドメインの主顔料の平均粒径ｄｂが５〜３５ｎｍ程度である。
また、顔料の凝集度が小さいほど、それを含有する着色組成物から形成される有色ドメインが高コントラストになる傾向がある。従って、Ｒドメイン、Ｇドメイン及びＢドメインのそれぞれを形成するのに、一種又は二種以上の顔料を含有する着色組成物を利用する態様では、Ｒドメイン、Ｇドメイン及びＢドメインの主顔料それぞれの凝集度ｆｒ（Ｒドメインの主顔料の凝集度）、ｄｇ（Ｇドメインの主顔料の凝集度）及びｄｂ（Ｂドメインの主顔料の凝集度）が、ｆｂ＜ｆｒ＜ｆｇを満足することが好ましい。ここで、「凝集度」とは、凝集体を形成する顔料粒子の平均個数をいい、例えば日機装社製ナノトラックＵＰＡ-ＥＸ１５０を用いて凝集粒子の数平均粒径（二次粒径と呼ぶ場合もある）を測定し、この測定値を電子顕微鏡写真より求めた一次粒径で除算することで凝集度を測定することができる。一般的には、カラーフィルタの形成に利用される顔料の凝集度は１．０〜１０．０程度である。一例としては、ｆｂ＜ｆｒ＜ｆｇを満足することを条件に、Ｒドメインの主顔料の凝集度ｆｒが１．０〜２．５程度、Ｇドメインの主顔料の凝集度ｆｇが１．０〜３．５程度、及びＢドメインの主顔料の凝集度ｆｂが１．０〜２．０程度である。
また、双方の特性を考慮すると、Ｇドメイン及びＢドメインがそれぞれ一種又は二種以上の顔料を含有する態様では、Ｇドメイン及びＢドメイン中の主顔料それぞれの平均粒径ｄｇ及びｄｂと、Ｇドメイン及びＢドメイン中の主顔料それぞれの凝集度ｆｇ、及びｆｂが、ｄｇ×ｆｇ＞１．５×ｄｂ×ｆｂを満足することが好ましい。
顔料の平均粒径及び凝集度を制御する方法には、顔料を砕いて微粒子化するブレイクダウン法と、分子レベルから顔料を合成する際に微粒子化するビルドアップ法とがある。いずれの方法を利用しても、上記条件を満足する顔料を調製することができる。ブレイクダウン法は、顔料を、ビーズミル、ロールミル等の粉砕機により粉砕して平均粒径等を調整する方法であり、所望により、顔料は分散剤及び溶媒とともに粉砕される。一方、ビルドアップ法は、有機顔料の原料を溶解した溶液に、当該原料の貧溶媒を加えて有機顔料の分散液を調製する方法であり、ブレイクダウン法よりも均一で且つ微小な粒径の有機顔料が得られるという特徴がある。ビルとアップ法の詳細については、種々の文献に記載があり、例えば、特開２００７−１９７５６６号公報、特開２００７−２６２３７８号公報、及び特開２００７−３２１１１０号公報等に記載があり、それらを参照することができる。なお、本発明に使用可能な顔料の例には、上記３つの公開公報中に記載の顔料の例が含まれるとともに、特開２００８−１３４６１３号公報、特開２００８−８３０８９号公報、及び特開２００８−８８２７２号公報等に記載の顔料の例が含まれる。
染料：
前記着色剤として染料を使用することができる。染料を使用する態様においても、Ｒドメイン、Ｇドメイン及びＢドメインのそれぞれの原料である着色組成物のそれぞれを、別々にガラス上に同一の厚みで塗布してＲ層、Ｇ層及びＢ層を形成し、それぞれのＣＩＥ色空間における刺激値ＹのコントラストＣＹＲ、ＣＹＧ及びＣＹＢが、ＣＹＧ＜ＣＹＲ＜ＣＹＢを満足するように、各着色組成物を調製する。特に、式 ＣＹＧ×４≦ＣＹＢを満足しているのが好ましいのも、顔料を使用する態様と同様である。なお、一般的に、染料によって着色された着色組成物は、顔料によって着色された着色組成物と比較して、コントラストが高くなる傾向がある。従って、Ｂドメインの形成に用いる着色組成物が染料によって着色された組成物であると、上記式を満足する各着色組成物の調製が容易になるであろう。一例は、Ｒドメイン及びＧドメインがそれぞれ顔料で着色された着色組成物からなり、並びにＢドメインが染料で着色された着色組成物からなる態様である。
前記着色剤として染料を使用することができる。染料を使用する態様においても、Ｒドメイン、Ｇドメイン及びＢドメインのそれぞれの原料である着色組成物のそれぞれを、別々にガラス上に同一の厚みで塗布してＲ層、Ｇ層及びＢ層を形成し、それぞれのＣＩＥ色空間における刺激値ＹのコントラストＣＹＲ、ＣＹＧ及びＣＹＢが、ＣＹＧ＜ＣＹＲ＜ＣＹＢを満足するように、各着色組成物を調製する。特に、式 ＣＹＧ×４≦ＣＹＢを満足しているのが好ましいのも、顔料を使用する態様と同様である。なお、一般的に、染料によって着色された着色組成物は、顔料によって着色された着色組成物と比較して、コントラストが高くなる傾向がある。従って、Ｂドメインの形成に用いる着色組成物が染料によって着色された組成物であると、上記式を満足する各着色組成物の調製が容易になるであろう。一例は、Ｒドメイン及びＧドメインがそれぞれ顔料で着色された着色組成物からなり、並びにＢドメインが染料で着色された着色組成物からなる態様である。
本発明に利用可能な染料については特に制限はない。上記顔料の説明で参照した特許公開公報等に記載の染料の例は、本発明のカラーフィルタの製造にも利用することができる。
前記着色組成物中の着色剤の含有量も、各有色ドメインのコントラストに影響する。一般的には、前記着色組成物の全固形分中、着色剤の含有量は２０〜５０質量％程度であり、及び顔料を使用する場合は、その含有量は２５〜３５質量％であるのが好ましく、染料を使用する場合は、その含有量は２５〜４５質量％であるのが好ましく、上記条件を満足するように決定される。
感光性成分：
本発明のカラーフィルタの各有色ドメインを形成するのに用いられる着色組成物は、感光性であるのが好ましい。感光性であると、フォトマスクを介した露光工程、及び引き続き現像工程を実施することにより、規則的に配置された複数の各有色ドメインを形成することができる。感光性着色組成物は、ポジ型でもネガ型であってもよい。感光性着色組成物の一例は、上記着色剤とともに、感光性成分として、（１）アルカリ可溶性樹脂と、（２）モノマー又はオリゴマーと、（３）光重合開始剤又は光重合開始剤系と、を含む。
本発明のカラーフィルタの各有色ドメインを形成するのに用いられる着色組成物は、感光性であるのが好ましい。感光性であると、フォトマスクを介した露光工程、及び引き続き現像工程を実施することにより、規則的に配置された複数の各有色ドメインを形成することができる。感光性着色組成物は、ポジ型でもネガ型であってもよい。感光性着色組成物の一例は、上記着色剤とともに、感光性成分として、（１）アルカリ可溶性樹脂と、（２）モノマー又はオリゴマーと、（３）光重合開始剤又は光重合開始剤系と、を含む。
（１）アルカリ可溶性樹脂
前記アルカリ可溶性樹脂（以下、単に「バインダ」ということがある。）としては、側鎖にカルボン酸基やカルボン酸塩基などの極性基を有するポリマーが好ましい。その例としては、特開昭５９−４４６１５号公報、特公昭５４−３４３２７号公報、特公昭５８−１２５７７号公報、特公昭５４−２５９５７号公報、特開昭５９−５３８３６号公報及び特開昭５９−７１０４８号公報に記載されているようなメタクリル酸共重合体、アクリル酸共重合体、イタコン酸共重合体、クロトン酸共重合体、マレイン酸共重合体、部分エステル化マレイン酸共重合体等を挙げることができる。また側鎖にカルボン酸基を有するセルロース誘導体も挙げることができ、またこの他にも、水酸基を有するポリマーに環状酸無水物を付加したものも好ましく使用することができる。また、特に好ましい例として、米国特許第４１３９３９１号明細書に記載のベンジル（メタ）アクリレートと（メタ）アクリル酸との共重合体や、ベンジル（メタ）アクリレートと（メタ）アクリル酸と他のモノマーとの多元共重合体を挙げることができる。これらの極性基を有するバインダポリマーは、単独で用いてもよく、或いは通常の膜形成性のポリマーと併用する組成物の状態で使用してもよく、着色組成物の全固形分に対する含有量は２０〜５０質量％が一般的であり、２５〜４５質量％程度が好ましい。
前記アルカリ可溶性樹脂（以下、単に「バインダ」ということがある。）としては、側鎖にカルボン酸基やカルボン酸塩基などの極性基を有するポリマーが好ましい。その例としては、特開昭５９−４４６１５号公報、特公昭５４−３４３２７号公報、特公昭５８−１２５７７号公報、特公昭５４−２５９５７号公報、特開昭５９−５３８３６号公報及び特開昭５９−７１０４８号公報に記載されているようなメタクリル酸共重合体、アクリル酸共重合体、イタコン酸共重合体、クロトン酸共重合体、マレイン酸共重合体、部分エステル化マレイン酸共重合体等を挙げることができる。また側鎖にカルボン酸基を有するセルロース誘導体も挙げることができ、またこの他にも、水酸基を有するポリマーに環状酸無水物を付加したものも好ましく使用することができる。また、特に好ましい例として、米国特許第４１３９３９１号明細書に記載のベンジル（メタ）アクリレートと（メタ）アクリル酸との共重合体や、ベンジル（メタ）アクリレートと（メタ）アクリル酸と他のモノマーとの多元共重合体を挙げることができる。これらの極性基を有するバインダポリマーは、単独で用いてもよく、或いは通常の膜形成性のポリマーと併用する組成物の状態で使用してもよく、着色組成物の全固形分に対する含有量は２０〜５０質量％が一般的であり、２５〜４５質量％程度が好ましい。
（２）モノマー又はオリゴマー
モノマー又はオリゴマーとしては、エチレン性不飽和二重結合を２個以上有し、光の照射によって付加重合するモノマー又はオリゴマーであることが好ましい。そのようなモノマー及びオリゴマーとしては、分子中に少なくとも１個の付加重合可能なエチレン性不飽和基を有し、沸点が常圧で１００℃以上の化合物を挙げることができる。その例としては、ポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ（メタ）アクリレート及びフェノキシエチル（メタ）アクリレートなどの単官能アクリレートや単官能メタクリレート；ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールエタントリアクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンジアクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（アクリロイルオキシプロピル）エーテル、トリ（アクリロイルオキシエチル）イソシアヌレート、トリ（アクリロイルオキシエチル）シアヌレート、グリセリントリ（メタ）アクリレート；トリメチロールプロパンやグリセリン等の多官能アルコールにエチレンオキシド又はプロピレンオキシドを付加した後（メタ）アクリレート化したもの等の多官能アクリレートや多官能メタクリレートを挙げることができる。
更に特公昭４８−４１７０８号公報、特公昭５０−６０３４号公報及び特開昭５１−３７１９３号公報に記載されているウレタンアクリレート類；特開昭４８−６４１８３号公報、特公昭４９−４３１９１号公報及び特公昭５２−３０４９０号公報に記載されているポリエステルアクリレート類；エポキシ樹脂と（メタ）アクリル酸の反応生成物であるエポキシアクリレート類等の多官能アクリレー卜やメタクリレートを挙げることができる。 これらの中で、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレートが好ましい。
また、この他、特開平１１−１３３６００号公報に記載の「重合性化合物Ｂ」も好適なものとして挙げることができる。
これらのモノマー又はオリゴマーは、単独でも、２種類以上を混合して用いてもよく、着色組成物の全固形分に対する含有量は５〜５０質量％が一般的であり、１０〜４０質量％程度が好ましい。
モノマー又はオリゴマーとしては、エチレン性不飽和二重結合を２個以上有し、光の照射によって付加重合するモノマー又はオリゴマーであることが好ましい。そのようなモノマー及びオリゴマーとしては、分子中に少なくとも１個の付加重合可能なエチレン性不飽和基を有し、沸点が常圧で１００℃以上の化合物を挙げることができる。その例としては、ポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ（メタ）アクリレート及びフェノキシエチル（メタ）アクリレートなどの単官能アクリレートや単官能メタクリレート；ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールエタントリアクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンジアクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（アクリロイルオキシプロピル）エーテル、トリ（アクリロイルオキシエチル）イソシアヌレート、トリ（アクリロイルオキシエチル）シアヌレート、グリセリントリ（メタ）アクリレート；トリメチロールプロパンやグリセリン等の多官能アルコールにエチレンオキシド又はプロピレンオキシドを付加した後（メタ）アクリレート化したもの等の多官能アクリレートや多官能メタクリレートを挙げることができる。
更に特公昭４８−４１７０８号公報、特公昭５０−６０３４号公報及び特開昭５１−３７１９３号公報に記載されているウレタンアクリレート類；特開昭４８−６４１８３号公報、特公昭４９−４３１９１号公報及び特公昭５２−３０４９０号公報に記載されているポリエステルアクリレート類；エポキシ樹脂と（メタ）アクリル酸の反応生成物であるエポキシアクリレート類等の多官能アクリレー卜やメタクリレートを挙げることができる。 これらの中で、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレートが好ましい。
また、この他、特開平１１−１３３６００号公報に記載の「重合性化合物Ｂ」も好適なものとして挙げることができる。
これらのモノマー又はオリゴマーは、単独でも、２種類以上を混合して用いてもよく、着色組成物の全固形分に対する含有量は５〜５０質量％が一般的であり、１０〜４０質量％程度が好ましい。
（３）光重合開始剤又は光重合開始剤系
光重合開始剤又は光重合開始剤系としては、米国特許第２３６７６６０号明細書に開示されているビシナルポリケタルドニル化合物、米国特許第２４４８８２８号明細書に記載されているアシロインエーテル化合物、米国特許第２７２２５１２号明細書に記載のα−炭化水素で置換された芳香族アシロイン化合物、米国特許第３０４６１２７号明細書及び同第２９５１７５８号明細書に記載の多核キノン化合物、米国特許第３５４９３６７号明細書に記載のトリアリールイミダゾール２量体とｐ−アミノケトンの組み合わせ、特公昭５１−４８５１６号公報に記載のベンゾチアゾール化合物とトリハロメチル−ｓ−トリアジン化合物、米国特許第４２３９８５０号明細書に記載されているトリハロメチル−トリアジン化合物、米国特許第４２１２９７６号明細書に記載されているトリハロメチルオキサジアゾール化合物等を挙げることができる。特に、トリハロメチル−ｓ−トリアジン、トリハロメチルオキサジアゾール及びトリアリールイミダゾール２量体が好ましい。
これらの光重合開始剤又は光重合開始剤系は、単独でも、２種類以上を混合して用いてもよいが、特に２種類以上を用いることが好ましい。少なくとも２種の光重合開始剤を用いると、表示特性、特に表示のムラが少なくできる。
前記着色成物の全固形分に対する光重合開始剤又は光重合開始剤系の含有量は、０．５〜２０質量％が一般的であり、１〜１５質量％が好ましい。
光重合開始剤又は光重合開始剤系としては、米国特許第２３６７６６０号明細書に開示されているビシナルポリケタルドニル化合物、米国特許第２４４８８２８号明細書に記載されているアシロインエーテル化合物、米国特許第２７２２５１２号明細書に記載のα−炭化水素で置換された芳香族アシロイン化合物、米国特許第３０４６１２７号明細書及び同第２９５１７５８号明細書に記載の多核キノン化合物、米国特許第３５４９３６７号明細書に記載のトリアリールイミダゾール２量体とｐ−アミノケトンの組み合わせ、特公昭５１−４８５１６号公報に記載のベンゾチアゾール化合物とトリハロメチル−ｓ−トリアジン化合物、米国特許第４２３９８５０号明細書に記載されているトリハロメチル−トリアジン化合物、米国特許第４２１２９７６号明細書に記載されているトリハロメチルオキサジアゾール化合物等を挙げることができる。特に、トリハロメチル−ｓ−トリアジン、トリハロメチルオキサジアゾール及びトリアリールイミダゾール２量体が好ましい。
これらの光重合開始剤又は光重合開始剤系は、単独でも、２種類以上を混合して用いてもよいが、特に２種類以上を用いることが好ましい。少なくとも２種の光重合開始剤を用いると、表示特性、特に表示のムラが少なくできる。
前記着色成物の全固形分に対する光重合開始剤又は光重合開始剤系の含有量は、０．５〜２０質量％が一般的であり、１〜１５質量％が好ましい。
その他、感光性着色組成物中には、増感剤、共感剤、分散剤、界面活性剤等の他の添加剤が添加されていてもよい。また、感光性着色組成物は、溶媒中に分散及び／又は溶解した塗布液として調製することができる。これらの他の添加剤、及び塗布液として調製するために使用する溶媒については、上記顔料の説明で参照した公開公報中の記載を参照することができる。
上記感光性着色組成物を利用してカラーフィルタを製造する方法は以下の通りである。まず、いずれかの色相の着色組成物を基板の表面に塗布し、塗膜とした後、フォトマスクを介して画像様に光を照射する。光照射部において感光性成分の重合が進行し、硬化する。一方未露光部においては、感光性成分の重合は進行していない。この状態で、アルカリ性現像液を用いて現像すると、未露光部は現像液に溶解して除去され、一方、露光部は重合により硬化しているので、基板上に画像様に残留する。これにより、１色目の有色ドメインの画像が基板上に形成される。この操作を、Ｒ、Ｇ及びＢドメイン形成のために３回繰り返すことで、基板上にＲＧＢドメインを有するカラーフィルタを形成することができる。
上記方法は一例であり、当該方法に限定されるものではない。例えば、インクジェット法を利用する場合は、現像工程は不要となり、現像性を持たせるために添加される材料は不要である。その他、転写材料を利用する転写方法などによっても製造することができる。
各有色ドメインの厚みは、表面平滑性を維持するために、互いに等しい厚みであるのが好ましい。カラーフィルタの各有色ドメインの厚みは、一般的には０．５〜５．０μｍ程度であり、本発明のカラーフィルタの各有色ドメインの厚みも前記範囲であるのが好ましい。
本発明のカラーフィルタは、各有色ドメインを支持する基板を有するのが好ましい。基板は、例えば、液晶表示素子等に用いられる無アルカリガラス、ソーダガラス、パイレックス（登録商標）ガラス、石英ガラス等からなる基板；これらに透明導電膜を積層した基板；固体撮像素子等に用いられる光電変換素子基板；シリコン基板；並びにプラスチック基板；が挙げられる。プラスチック基板は、その表面にガスバリヤー層及び／又は耐溶剤性層を有していることが好ましい。基板は、可視光域において光透過性であるのが好ましく、透過率９０％以上であるのが好ましい。
また、これらの基板上には、通常、各ドメインを隔離するブラックマトリックスが形成されている。ブラックマトリックスは、各有色ドメインと同様にして、形成することができる。具体的には、顔料としてカーボンブラック、チタンブラックなどの黒色顔料を用いた感光性黒色組成物を用いてパターン露光、現像を行ない、その後必要に応じて更にポストベークして膜の硬化を促進させることで形成することができる。
２． 液晶セル及び液晶表示装置
本発明は、本発明のカラーフィルタを有する液晶セル及び液晶表示装置にも関する。本発明の液晶セルの一例は、一対の基板と、その間に配置された液晶層とを有する液晶セルであって、一対の基板の一方が、本発明のカラーフィルタである態様である。この態様の液晶セルに用いられる、本発明のカラーフィルタは、セル基板となるガラス基板等を有しているのが好ましい。本発明のカラーフィルタは、液晶層に対して表示面側に配置されるのが好ましい。
本発明は、本発明のカラーフィルタを有する液晶セル及び液晶表示装置にも関する。本発明の液晶セルの一例は、一対の基板と、その間に配置された液晶層とを有する液晶セルであって、一対の基板の一方が、本発明のカラーフィルタである態様である。この態様の液晶セルに用いられる、本発明のカラーフィルタは、セル基板となるガラス基板等を有しているのが好ましい。本発明のカラーフィルタは、液晶層に対して表示面側に配置されるのが好ましい。
本発明の液晶セルは、ＶＡモード、ＩＰＳモード、ＴＮモード、ＳＴＮモード、ＥＣＢモード、及びＯＣＢモード等いずれの液晶モードを利用したものであってもよい。本発明の液晶セルでは、液晶層から黒表示時に青色の光漏れがあることに起因して、青味のコントラストＣＺが、赤味及び緑味のコントラストＣＸ及びＣＹと比較して低下するのを、本発明のカラーフィルタを液晶セル内に組み込むことによって解消している。従って、液晶セル全体としては、ＣＸ、ＣＹ、及びＣＺがおおよそ等しい特性を達成可能である。より具体的には、本発明の液晶セルは、そのＣＩＥ色空間における刺激値Ｘ、Ｙ及びＺのそれぞれから算出されるコントラストＣＸ、ＣＹ及びＣＺが、誤差１０％の範囲で互いに等しいことを特徴とする。ここで「誤差１０％の範囲で等しい」とは、ＣＸ、ＣＹ及びＣＺのそれぞれが、その平均値ＣＡに対してＣＡ±１０％であることを意味するものとする。
液晶セルのコントラストＣＸ、ＣＹ、及びＣＺの測定方法としては、まず、図１に示す通り、サンプル１０として、本発明のカラーフィルタを有する液晶セルを、一対の偏光板１２ａ及び１２ｂの間に配置する。偏光板１２ｂの下部に配置された光源１４から面状に光を照射して、偏光板１２ａの上部に配置された輝度計１６によって輝度を測定し、その測定値から、三刺激値Ｘ、Ｙ及びＺが算出される。三刺激値ＸＹＺそれぞれのコントラストは、偏光板１２ａ及び１２ｂをクロスニコル状態（黒状態）にして測定される三刺激値Ｘｃ１、Ｙｃ１及びＺｃ１に対する、偏光板１２ａ及び１２ｂをパラレルニコル状態（白状態）として測定される三刺激値Ｘｐ１、Ｙｐ１及びＺｐ１の比（即ち、Ｘｐ１／Ｘｃ１、Ｙｐ１／Ｙｃ１及びＺｐ１／Ｚｃ１）として下記式によって定義できる。
１／ＣＸ＝Ｘｃ１／Ｘｐ１
１／ＣＹ＝Ｙｃ１／Ｙｐ１
１／ＣＺ＝Ｚｃ１／Ｚｐ１
１／ＣＸ＝Ｘｃ１／Ｘｐ１
１／ＣＹ＝Ｙｃ１／Ｙｐ１
１／ＣＺ＝Ｚｃ１／Ｚｐ１
高画質、高コントラストの観点では、液晶セルのＣＹは５０００以上であるのが好ましく、８０００以上であるのが好ましい。同様に、ＣＺ及びＣＸも上記範囲であるのが好ましい。
液晶セルの白表示、黒表示の色味は、色度値ｘｙを用いて表すことができる。色度値ｘｙの測定方法としては、コントラストの測定方法と同様にまず、図１に示す通り、サンプル１０として、本発明のカラーフィルタを有する液晶セルを、一対の偏光板１２ａ及び１２ｂの間に配置する。偏光板１２ｂの下部に配置された光源１４から面状に光を照射して、偏光板１２ａの上部に配置された輝度計１６によって輝度を測定し、その測定値から、三刺激値Ｘ、Ｙ及びＺが算出される。色度値ｘｙはこの三刺激値ＸＹＺを用いて下記式によって定義できる。
ｘ＝Ｘ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）
ｙ＝Ｙ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）
ｘ＝Ｘ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）
ｙ＝Ｙ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）
本発明の液晶表示装置は、本発明のカラーフィルタが液晶セル内に配置されていることによって、液晶層及び偏光子及びカラーフィルタのそれぞれ起因する所定の色相のコントラストの低下が、互いに打ち消し合っているので、白表示及び黒表示のいずれにおいても色味付きが少なく、また白表示及び黒表示間のカラーシフトが小さい。一例として、ＶＡモード液晶表示装置では、白表示時のｘｙ色度値がそれぞれｘ＝０．２９、ｙ＝０．２９、及び白表示時と黒表示時の刺激値ｘ及びｙのそれぞれの差が０．０１以下を達成可能である。
以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜、変更することができる。従って、本発明の範囲は以下に示す具体例に限定されるものではない。また、特に断らない限り「部」は「質量部」を意味する。
なお、以下の実施例において、各部材のコントラストＣＸ、ＣＹ及びＣＺは、上記した方法、即ち、図１及び図２に示す測定により刺激値Ｘ、Ｙ及びＺを得、それぞれから算出した値である。図１及び図２中の光源１４として３波長冷陰極管光源（東芝ライテック（株）社製ＦＷＬ１８ＥＸ−Ｎ）に拡散板を設置したものを、及び輝度計１６としてトプコン社製ＢＭ−５Ａを使用した。また偏光板１２ａ及び１２ｂとして、消光比１０4、パラレルニコル状態の透過率が３５％、及びクロスニコル状態の透過率が０．００３５％の偏光板を用いた。
なお、以下の実施例において、各部材のコントラストＣＸ、ＣＹ及びＣＺは、上記した方法、即ち、図１及び図２に示す測定により刺激値Ｘ、Ｙ及びＺを得、それぞれから算出した値である。図１及び図２中の光源１４として３波長冷陰極管光源（東芝ライテック（株）社製ＦＷＬ１８ＥＸ−Ｎ）に拡散板を設置したものを、及び輝度計１６としてトプコン社製ＢＭ−５Ａを使用した。また偏光板１２ａ及び１２ｂとして、消光比１０4、パラレルニコル状態の透過率が３５％、及びクロスニコル状態の透過率が０．００３５％の偏光板を用いた。
（感光性赤色組成物１〜１２の調製）
−赤色組成Ａ−分散液
・顔料：Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ２５４ （平均粒径、凝集度は表１に記載） １１部
・顔料：Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ １７７ （平均粒径１８ｎｍ、凝集度１．１） ４部
・分散剤（商品名：Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１６１、ビックケミー社製；メトキシブチルアセテートと酢酸ブチルとの混合溶剤） ３部
・アルカリ可溶性樹脂：ベンジルメタクリレート／メタクリル酸共重合体＝７５／２５［質量比］共重合体、重量平均分子量Ｍｗ：５０００）のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液（固形分：５０質量％） １４部
・（Ｂ）分散樹脂溶解用溶剤：プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＳＰ値９．２、沸点１４６℃） ７３部
−赤色組成Ａ−分散液
・顔料：Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ２５４ （平均粒径、凝集度は表１に記載） １１部
・顔料：Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ １７７ （平均粒径１８ｎｍ、凝集度１．１） ４部
・分散剤（商品名：Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１６１、ビックケミー社製；メトキシブチルアセテートと酢酸ブチルとの混合溶剤） ３部
・アルカリ可溶性樹脂：ベンジルメタクリレート／メタクリル酸共重合体＝７５／２５［質量比］共重合体、重量平均分子量Ｍｗ：５０００）のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液（固形分：５０質量％） １４部
・（Ｂ）分散樹脂溶解用溶剤：プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＳＰ値９．２、沸点１４６℃） ７３部
−赤色組成Ｂ−塗布液
・赤色組成Ａの分散液 １００部
・エポキシ樹脂：（商品名ＥＨＰＥ３１５０ ダイセル化学製） ２部
・重合性化合物：ジペンタエリスリトールペンタ・ヘキサアクリレート ８部
・重合開始剤：４−（ｏ−ブロモ−ｐ−Ｎ，Ｎ−ジ（エトキシカルボニルメチル）アミノ−フェニル）−２，６−ジ（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン １部
・重合開始剤：２−ベンジル−２−シ゛メチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン−１ １部
・重合開始剤：ジエチルチオキサントン ０．５部
・重合禁止剤：ｐ−メトキシフェノール ０．００１部
・フッソ系界面活性剤：（商品名：Ｍｅｇａｆａｃ Ｒ３０ 大日本インキ製）
０．０１部
・ノニオン系界面活性剤：（商品名：テトロニックＲ１５０ ＡＤＥＫＡ製） ０．２部
・（Ａ）高沸点溶剤：１，３ブチレングリコールジアセテート（沸点２３２℃） ５０部
・（Ｂ）分散樹脂溶解用溶剤：プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＳＰ値９．２、沸点１４６℃） ８０部
上記赤色組成Ｂを混合撹拌し、硬化性着色組成物の塗布液を得た。
なお、調製した感光性赤色組成物１〜１２の調製に用いたＲ顔料：Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ２５４（主顔料）の平均粒径ｄｒ、及び凝集度ｆｒを表１に示す。
・赤色組成Ａの分散液 １００部
・エポキシ樹脂：（商品名ＥＨＰＥ３１５０ ダイセル化学製） ２部
・重合性化合物：ジペンタエリスリトールペンタ・ヘキサアクリレート ８部
・重合開始剤：４−（ｏ−ブロモ−ｐ−Ｎ，Ｎ−ジ（エトキシカルボニルメチル）アミノ−フェニル）−２，６−ジ（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン １部
・重合開始剤：２−ベンジル−２−シ゛メチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン−１ １部
・重合開始剤：ジエチルチオキサントン ０．５部
・重合禁止剤：ｐ−メトキシフェノール ０．００１部
・フッソ系界面活性剤：（商品名：Ｍｅｇａｆａｃ Ｒ３０ 大日本インキ製）
０．０１部
・ノニオン系界面活性剤：（商品名：テトロニックＲ１５０ ＡＤＥＫＡ製） ０．２部
・（Ａ）高沸点溶剤：１，３ブチレングリコールジアセテート（沸点２３２℃） ５０部
・（Ｂ）分散樹脂溶解用溶剤：プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＳＰ値９．２、沸点１４６℃） ８０部
上記赤色組成Ｂを混合撹拌し、硬化性着色組成物の塗布液を得た。
なお、調製した感光性赤色組成物１〜１２の調製に用いたＲ顔料：Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ２５４（主顔料）の平均粒径ｄｒ、及び凝集度ｆｒを表１に示す。
（感光性緑色組成物１〜１２の調製）
−緑色組成Ａ−分散液
・顔料：Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ３６（平均粒径、凝集度は表２に記載） １１部
・顔料：Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ１５０（平均粒径２２ｎｍ、凝集度１．１） ７部
・分散剤（商品名：Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１６１、ビックケミー社製 ３０％溶液） ３部
・アルカリ可溶性樹脂：ベンジルメタクリレート／メタクリル酸共重合体＝７５／２５［質量比］共重合体、重量平均分子量Ｍｗ：５０００）のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液（固形分：５０質量％） １４部
・（Ｂ）分散樹脂溶解用溶剤：３−エトキシプロピオン酸メチル（ＳＰ値９．３、沸点１６５℃） ７０部
−緑色組成Ａ−分散液
・顔料：Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ３６（平均粒径、凝集度は表２に記載） １１部
・顔料：Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ１５０（平均粒径２２ｎｍ、凝集度１．１） ７部
・分散剤（商品名：Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１６１、ビックケミー社製 ３０％溶液） ３部
・アルカリ可溶性樹脂：ベンジルメタクリレート／メタクリル酸共重合体＝７５／２５［質量比］共重合体、重量平均分子量Ｍｗ：５０００）のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液（固形分：５０質量％） １４部
・（Ｂ）分散樹脂溶解用溶剤：３−エトキシプロピオン酸メチル（ＳＰ値９．３、沸点１６５℃） ７０部
−緑色組成Ｂ−塗布液
・緑色組成Ａの分散液 １００部
・エポキシ樹脂：（商品名ＥＨＰＥ３１５０ ダイセル化学製） ２部
・重合性化合物：ジペンタエリスリトールペンタ・ヘキサアクリレート ８部
・重合開始剤：１，３−ビストリハロメチル−５−ベンゾオキソラントリアジン ２部
・重合開始剤：２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン−１ １部
・重合開始剤：ジエチルチオキサントン ０．５部
・重合禁止剤：ｐ−メトキシフェノール ０．００１部
・フッソ系界面活性剤（商品名：Ｍｅｇａｆａｃ Ｒ０８ 大日本インキ製） ０．０２部
・ノニオン系界面活性剤（商品名：エマルゲンＡ−６０ 花王製） ０．５部
・（Ａ）高沸点溶剤：１，３ブチレングリコールジアセテート（沸点２３２℃） ５０部
・（Ｂ）分散樹脂溶解用溶剤：３−エトキシプロピオン酸メチル（ＳＰ値９．３、沸点１６５℃） １００部
上記緑色組成Ｂを混合撹拌し、硬化性着色組成物の塗布液を得た。
なお、調製した感光性緑色組成物１〜１２の調製に用いたＧ顔料：Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ３６（主顔料）の平均粒径ｄｇ、及び凝集度ｆｇを下記表２に示す。
・緑色組成Ａの分散液 １００部
・エポキシ樹脂：（商品名ＥＨＰＥ３１５０ ダイセル化学製） ２部
・重合性化合物：ジペンタエリスリトールペンタ・ヘキサアクリレート ８部
・重合開始剤：１，３−ビストリハロメチル−５−ベンゾオキソラントリアジン ２部
・重合開始剤：２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン−１ １部
・重合開始剤：ジエチルチオキサントン ０．５部
・重合禁止剤：ｐ−メトキシフェノール ０．００１部
・フッソ系界面活性剤（商品名：Ｍｅｇａｆａｃ Ｒ０８ 大日本インキ製） ０．０２部
・ノニオン系界面活性剤（商品名：エマルゲンＡ−６０ 花王製） ０．５部
・（Ａ）高沸点溶剤：１，３ブチレングリコールジアセテート（沸点２３２℃） ５０部
・（Ｂ）分散樹脂溶解用溶剤：３−エトキシプロピオン酸メチル（ＳＰ値９．３、沸点１６５℃） １００部
上記緑色組成Ｂを混合撹拌し、硬化性着色組成物の塗布液を得た。
なお、調製した感光性緑色組成物１〜１２の調製に用いたＧ顔料：Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ３６（主顔料）の平均粒径ｄｇ、及び凝集度ｆｇを下記表２に示す。
（感光性青色組成物１〜１１の調製）
−青色組成Ａ−分散液
・顔料：Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５：６（平均粒径、凝集度は表３に記載） １４部
・顔料：Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ ２３（ＳＥＭ観察での平均粒径２３ｎｍ、凝集度１．１） １部
・分散剤：（商品名：Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１６１、ビックケミー社製 ３０％溶液）
３部
・アルカリ可溶性樹脂：ベンジルメタクリレート／メタクリル酸共重合体＝７５／２５［質量比］共重合体、重量平均分子量Ｍｗ：５０００）のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液（固形分：５０質量％） １４部
・（Ｂ）分散樹脂溶解用溶剤：プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＳＰ値９．２、沸点１４６℃） ７３部
−青色組成Ａ−分散液
・顔料：Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５：６（平均粒径、凝集度は表３に記載） １４部
・顔料：Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ ２３（ＳＥＭ観察での平均粒径２３ｎｍ、凝集度１．１） １部
・分散剤：（商品名：Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１６１、ビックケミー社製 ３０％溶液）
３部
・アルカリ可溶性樹脂：ベンジルメタクリレート／メタクリル酸共重合体＝７５／２５［質量比］共重合体、重量平均分子量Ｍｗ：５０００）のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液（固形分：５０質量％） １４部
・（Ｂ）分散樹脂溶解用溶剤：プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＳＰ値９．２、沸点１４６℃） ７３部
−青色組成Ｂ−塗布液
・青色組成Ａの分散液 １００部
・アルカリ可溶性樹脂：ベンジルメタクリレート／メタクリル酸共重合体＝７５／２５［質量比］共重合体、重量平均分子量Ｍｗ：５０００）のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液（固形分：５０質量％） ６部
・エポキシ樹脂：（商品名ＥＨＰＥ３１５０ ダイセル化学製） ２部
・ＵＶ硬化性樹脂：（商品名サイクロマーＰ ＡＣＡ−２５０ ダイセル化学製）側鎖に脂環、ＣＯＯＨ基、アクリロイル基を含むアクリル系共重合体のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液（固形分：５０質量％） ４部
・重合性化合物：ジペンタエリスリトールペンタ・ヘキサアクリレート １２部
・重合開始剤：１−（９−エチル−６−（２−メチルベンゾイル）−９Ｈ−カルバゾル−３−イル）−１−（Ｏ−アセチルオキシム）エタノン ３部
・重合禁止剤：ｐ−メトキシフェノール ０．００１部
・フッソ系界面活性剤：（商品名：Ｍｅｇａｆａｃ Ｒ０８ 大日本インキ製）０．０２部
・ノニオン系界面活性剤：（商品名：エマルゲンＡ−６０ 花王製） １．０部
・（Ａ）高沸点溶剤：プロピレングリコールｎ−ブチルエーテルアセテート（沸点２１１℃） ２０部
・（Ｂ）分散樹脂溶解用溶剤：プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＳＰ値９．２、沸点１４６℃） １５０部
上記青色組成Ｂを混合撹拌し、硬化性着色組成物の塗布液を得た。
なお、調製した感光性緑色組成物１〜１２の調製に用いたＢ顔料：Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５：６（主顔料）の平均粒径ｄｂ、及び凝集度ｆｂを表３に示す。
・青色組成Ａの分散液 １００部
・アルカリ可溶性樹脂：ベンジルメタクリレート／メタクリル酸共重合体＝７５／２５［質量比］共重合体、重量平均分子量Ｍｗ：５０００）のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液（固形分：５０質量％） ６部
・エポキシ樹脂：（商品名ＥＨＰＥ３１５０ ダイセル化学製） ２部
・ＵＶ硬化性樹脂：（商品名サイクロマーＰ ＡＣＡ−２５０ ダイセル化学製）側鎖に脂環、ＣＯＯＨ基、アクリロイル基を含むアクリル系共重合体のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液（固形分：５０質量％） ４部
・重合性化合物：ジペンタエリスリトールペンタ・ヘキサアクリレート １２部
・重合開始剤：１−（９−エチル−６−（２−メチルベンゾイル）−９Ｈ−カルバゾル−３−イル）−１−（Ｏ−アセチルオキシム）エタノン ３部
・重合禁止剤：ｐ−メトキシフェノール ０．００１部
・フッソ系界面活性剤：（商品名：Ｍｅｇａｆａｃ Ｒ０８ 大日本インキ製）０．０２部
・ノニオン系界面活性剤：（商品名：エマルゲンＡ−６０ 花王製） １．０部
・（Ａ）高沸点溶剤：プロピレングリコールｎ−ブチルエーテルアセテート（沸点２１１℃） ２０部
・（Ｂ）分散樹脂溶解用溶剤：プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＳＰ値９．２、沸点１４６℃） １５０部
上記青色組成Ｂを混合撹拌し、硬化性着色組成物の塗布液を得た。
なお、調製した感光性緑色組成物１〜１２の調製に用いたＢ顔料：Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５：６（主顔料）の平均粒径ｄｂ、及び凝集度ｆｂを表３に示す。
（感光性青色組成物２１の調製）
−青色組成Ｃ−分散液
・染料：Ｃ．Ｉ．Ａｃｉｄ Ｂｌｕｅ ８６ １４部
・分散剤：（商品名：Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１６１、ビックケミー社製 ３０％溶液）
３部
・アルカリ可溶性樹脂：ベンジルメタクリレート／メタクリル酸共重合体＝７５／２５［質量比］共重合体、重量平均分子量Ｍｗ：５０００）のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液（固形分：５０質量％） １４部
・（Ｂ）分散樹脂溶解用溶剤：プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート （ＳＰ値９．２、沸点１４６℃） ７３部
−青色組成Ｃ−分散液
・染料：Ｃ．Ｉ．Ａｃｉｄ Ｂｌｕｅ ８６ １４部
・分散剤：（商品名：Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１６１、ビックケミー社製 ３０％溶液）
３部
・アルカリ可溶性樹脂：ベンジルメタクリレート／メタクリル酸共重合体＝７５／２５［質量比］共重合体、重量平均分子量Ｍｗ：５０００）のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液（固形分：５０質量％） １４部
・（Ｂ）分散樹脂溶解用溶剤：プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート （ＳＰ値９．２、沸点１４６℃） ７３部
−青色組成Ｄ−塗布液
・青色組成Ｃの分散液 １００部
・アルカリ可溶性樹脂：ベンジルメタクリレート／メタクリル酸共重合体＝７５／２５［質量比］共重合体、重量平均分子量Ｍｗ：５０００）のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液（固形分：５０質量％） ６部
・エポキシ樹脂：（商品名ＥＨＰＥ３１５０ ダイセル化学製） ２部
・ＵＶ硬化性樹脂：（商品名サイクロマーＰ ＡＣＡ−２５０ ダイセル化学製）側鎖に脂環、ＣＯＯＨ基、アクリロイル基を含むアクリル系共重合体 プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液（固形分：５０質量％） ４部
・重合性化合物：ジペンタエリスリトールペンタ・ヘキサアクリレート １２部
・重合開始剤：１−（９−エチル−６−（２−メチルベンゾイル）−９Ｈ−カルバゾル−３−イル）−１−（Ｏ−アセチルオキシム）エタノン ３部
・重合禁止剤：ｐ−メトキシフェノール ０．００１部
・フッソ系界面活性剤：（商品名：Ｍｅｇａｆａｃ Ｒ０８ 大日本インキ製）０．０２部
・ノニオン系界面活性剤：（商品名：エマルゲンＡ−６０ 花王製） １．０部
・（Ａ）高沸点溶剤：プロピレングリコールｎ−ブチルエーテルアセテート（沸点２１１℃）
２０部
・（Ｂ）分散樹脂溶解用溶剤：プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＳＰ値９．２、沸点１４６℃） １５０部
上記青色組成Ｄを混合撹拌し、硬化性着色組成物の塗布液を得た。
・青色組成Ｃの分散液 １００部
・アルカリ可溶性樹脂：ベンジルメタクリレート／メタクリル酸共重合体＝７５／２５［質量比］共重合体、重量平均分子量Ｍｗ：５０００）のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液（固形分：５０質量％） ６部
・エポキシ樹脂：（商品名ＥＨＰＥ３１５０ ダイセル化学製） ２部
・ＵＶ硬化性樹脂：（商品名サイクロマーＰ ＡＣＡ−２５０ ダイセル化学製）側鎖に脂環、ＣＯＯＨ基、アクリロイル基を含むアクリル系共重合体 プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液（固形分：５０質量％） ４部
・重合性化合物：ジペンタエリスリトールペンタ・ヘキサアクリレート １２部
・重合開始剤：１−（９−エチル−６−（２−メチルベンゾイル）−９Ｈ−カルバゾル−３−イル）−１−（Ｏ−アセチルオキシム）エタノン ３部
・重合禁止剤：ｐ−メトキシフェノール ０．００１部
・フッソ系界面活性剤：（商品名：Ｍｅｇａｆａｃ Ｒ０８ 大日本インキ製）０．０２部
・ノニオン系界面活性剤：（商品名：エマルゲンＡ−６０ 花王製） １．０部
・（Ａ）高沸点溶剤：プロピレングリコールｎ−ブチルエーテルアセテート（沸点２１１℃）
２０部
・（Ｂ）分散樹脂溶解用溶剤：プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＳＰ値９．２、沸点１４６℃） １５０部
上記青色組成Ｄを混合撹拌し、硬化性着色組成物の塗布液を得た。
（実施例用カラーフィルタ１〜６、及び比較例用カラーフィルタ１１〜１９の作製）
上記調製した感光性赤色組成物１〜１２のいずれか１種、上記調製した感光性緑色組成物１〜１２のいずれか１種、ならびに上記調製した感光性青色組成物１〜１１及び２１のいずれか１種を使用して、カラーフィルタを作製した。具体的には、以下の表４に示す感光性着色組成物の組み合わせでカラーフィルタを作製した。
表面にブラックマトリックスを有するガラス基板を準備し、３色のうちいずれかの着色組成物をその表面に塗布し、フォトマスクを介して、画像様に光照射した後、アルカリ現像液で現像処理して、光未照射部を除去し、基板上に規則的に配列している有色ドメインを形成した。この操作を、他の２色の感光性着色組成物についてもそれぞれ行った。この様にして、実施例用ＲＧＢカラーフィルタ１〜６、及び比較例用ＲＧＢカラーフィルタ１１〜１９をそれぞれ作製した。
上記調製した感光性赤色組成物１〜１２のいずれか１種、上記調製した感光性緑色組成物１〜１２のいずれか１種、ならびに上記調製した感光性青色組成物１〜１１及び２１のいずれか１種を使用して、カラーフィルタを作製した。具体的には、以下の表４に示す感光性着色組成物の組み合わせでカラーフィルタを作製した。
表面にブラックマトリックスを有するガラス基板を準備し、３色のうちいずれかの着色組成物をその表面に塗布し、フォトマスクを介して、画像様に光照射した後、アルカリ現像液で現像処理して、光未照射部を除去し、基板上に規則的に配列している有色ドメインを形成した。この操作を、他の２色の感光性着色組成物についてもそれぞれ行った。この様にして、実施例用ＲＧＢカラーフィルタ１〜６、及び比較例用ＲＧＢカラーフィルタ１１〜１９をそれぞれ作製した。
下記表に、作製したカラーフィルタについて、上記方法で算出したＣＸ、ＣＹ及びＣＺの値を示す。さらに、各カラーフィルタの作製に使用した感光性赤色組成物、感光性緑色組成物及び感光性青色組成物をそれぞれ単独で、ガラス基板上に塗布し、硬化させて、厚み２．０μｍのＲ層、Ｇ層及びＢ層をそれぞれ形成した。形成された各Ｇ層、各Ｒ層について、上記した方法でＣＹＲ、ＣＹＧ及びＣＹＢを求めたので、その値についても以下の表に併せて示す。
上記表に示す通り、実施例用のカラーフィルタ１〜６はいずれも、ＣＹ＜ＣＸ＜ＣＺを満足し、また、比較例用カラーフィルタ１１〜１９は、ＣＸ＝ＣＹ＝ＣＺであるか、又はＣＺ＜ＣＸ＜ＣＹであるか、又はＣＸ＜ＣＹ＜ＣＺのカラーフィルタである。
（ＶＡモード液晶セル１〜１５の作製）
一般的な構成であり、且つ互いに偏光解消度が異なる３種のＶＡモードを準備した。偏光解消度ａ１のＶＡモード液晶セルを液晶セル１、偏光解消度ａ２のＶＡモード液晶セルを液晶セル２、及び偏光解消度ａ３のＶＡモード液晶セルを液晶セル３とする。これらの液晶セル１〜３のいずれかについて、セル基板の一方に、上記実施例用カラーフィルタ１〜６、及び上記比較例用カラーフィルタ１１〜１９のいずれかを使用して、ＶＡモード液晶セル１〜１５をそれぞれ作製した。
作製した各液晶セルについて、上記した方法で、コントラストＣＸ、ＣＹ及びＣＺを求めた。その結果を下記表に示す。なお、下記表には、使用したカラーフィルタのＣＸ、ＣＹ及びＣＺも併せて示す。
一般的な構成であり、且つ互いに偏光解消度が異なる３種のＶＡモードを準備した。偏光解消度ａ１のＶＡモード液晶セルを液晶セル１、偏光解消度ａ２のＶＡモード液晶セルを液晶セル２、及び偏光解消度ａ３のＶＡモード液晶セルを液晶セル３とする。これらの液晶セル１〜３のいずれかについて、セル基板の一方に、上記実施例用カラーフィルタ１〜６、及び上記比較例用カラーフィルタ１１〜１９のいずれかを使用して、ＶＡモード液晶セル１〜１５をそれぞれ作製した。
作製した各液晶セルについて、上記した方法で、コントラストＣＸ、ＣＹ及びＣＺを求めた。その結果を下記表に示す。なお、下記表には、使用したカラーフィルタのＣＸ、ＣＹ及びＣＺも併せて示す。
（実施例１〜６、及び比較例１〜６）
一対の偏光板をクロスニコル状態とし、その間に上記で作製した各液晶セルを配置して、ＶＡモード液晶表示装置をそれぞれ作製した。これらの液晶表示装置を白状態及び黒状態とし、刺激値Ｘ、Ｙ及びＺをそれぞれ測定した。また、色度値ｘｙ及び白／黒コントラストＣＹも求めた。結果を下記表に示す。
一対の偏光板をクロスニコル状態とし、その間に上記で作製した各液晶セルを配置して、ＶＡモード液晶表示装置をそれぞれ作製した。これらの液晶表示装置を白状態及び黒状態とし、刺激値Ｘ、Ｙ及びＺをそれぞれ測定した。また、色度値ｘｙ及び白／黒コントラストＣＹも求めた。結果を下記表に示す。
上記表に示す結果から、本発明の実施例のカラーフィルタ１〜６をそれぞれ備えた液晶セル１〜６は、ＣＸ、ＣＹ及びＣＺが互いに等しくなっていることが理解できる。その結果、これらをそれぞれ有する実施例１〜６の液晶表示装置はいずれも、白表示時と黒表示時の色度値ｘｙの値がほぼ同等であることが理解できる。
一方、ＣＹ＜ＣＸ＜ＣＺを満足しない、比較例用カラーフィルタを利用した液晶セル７〜１２は、白表示時と黒表示時の色度値ｘｙの値が異なり、カラーシフトが生じていることが理解できる。
一方、ＣＹ＜ＣＸ＜ＣＺを満足しない、比較例用カラーフィルタを利用した液晶セル７〜１２は、白表示時と黒表示時の色度値ｘｙの値が異なり、カラーシフトが生じていることが理解できる。
なお、上記では、ＶＡモード液晶表示装置について、実施例の効果を確認したが、他のモード、例えば、ＴＮモード、ＩＰＳモード、ＯＣＢモード及びＥＣＢモードでも、液晶層に青色の光漏れが生じるものであれば、いずれについても、本発明の効果を奏することが期待される。
１０ サンプル（カラーフィルタ又は液晶セル）
１２ａ、１２ｂ 偏光板
１４ 光源
１６ 輝度計
１２ａ、１２ｂ 偏光板
１４ 光源
１６ 輝度計
Claims (12)
- 互いに異なる色相の複数の有色ドメインが規則的に複数配列したカラーフィルタであって、ＣＩＥ色空間における三刺激値Ｘ、Ｙ及びＺのそれぞれから以下の定義に従って算出されるコントラストＣＸ、ＣＹ及びＣＺが、ＣＹ＜ＣＸ＜ＣＺを満足することを特徴とするカラーフィルタ。
（カラーフィルタのＣＸ、ＣＹ及びＣＺはそれぞれ、一対の偏光板を準備し、カラーフィルタをパラレルニコル状態の当該一対の偏光板の間に挟んだ状態で光を照射して得られる三刺激値Ｘｐ１、Ｙｐ１及びＺｐ１；カラーフィルタをクロスニコル状態の当該一対の偏光板の間に挟んだ状態で光を照射して得られる三刺激値Ｘｃ１、Ｙｃ１及びＺｃ１；カラーフィルタを挟まない当該一対の偏光板をパラレルニコル状態にして光を照射して得られる三刺激値Ｘｐ２、Ｙｐ２、及びＺｐ２；並びにカラーフィルタを挟まない当該一対の偏光板をクロスニコル状態にして光を照射して得られる三刺激値Ｘｃ２、Ｙｃ２及びＺｃ２；を用いて、以下の式
１／ＣＸ＝Ｘｃ１／Ｘｐ１−Ｘｃ２／Ｘｐ２
１／ＣＹ＝Ｙｃ１／Ｙｐ１−Ｙｃ２／Ｙｐ２
１／ＣＺ＝Ｚｃ１／Ｚｐ１−Ｚｃ２／Ｚｐ２
でそれぞれ定義される。） - ３×ＣＹ＜ＣＺを満足することを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタ。
- 前記互いに異なる色相の複数の有色ドメインが、赤色（Ｒ）ドメイン、緑色（Ｇ）ドメイン及び青色（Ｂ）ドメインを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のカラーフィルタ。
- Ｇドメイン及びＢドメインのそれぞれの原料である着色組成物を、別々にガラス上に同一の厚みで塗布して形成されたＧ層及びＢ層それぞれの、ＣＩＥ色空間における刺激値Ｙから算出されるコントラストＣＹＧ及びＣＹＢが、ＣＹＧ×４≦ＣＹＢを満足することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のカラーフィルタ。
- Ｒドメイン、Ｇドメイン及びＢドメインのそれぞれが、一種又は二種以上の顔料を含有し、Ｒドメイン、Ｇドメイン及びＢドメイン中の主顔料それぞれの平均粒径ｄｒ、ｄｇ及びｄｂが、ｄｂ＜ｄｒ＜ｄｇを満足し、且つｄｇ＞１．５×ｄｂを満足することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のカラーフィルタ。
- Ｒドメイン、Ｇドメイン及びＢドメインのそれぞれが、一種又は二種以上の顔料を含有し、Ｒドメイン、Ｇドメイン及びＢドメイン中の主顔料それぞれの凝集度ｆｒ、ｆｇ、及びｆｂが、ｆｂ＜ｆｒ＜ｆｇを満足し、且つｆｇ＞１．５×ｆｂを満足することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のカラーフィルタ。
- Ｇドメイン及びＢドメインがそれぞれ一種又は二種以上の顔料を含有し、Ｇドメイン及びＢドメイン中の主顔料それぞれの平均粒径ｄｇ及びｄｂと、Ｇドメイン及びＢドメイン中の主顔料それぞれの凝集度ｆｇ、及びｆｂが、ｄｇ×ｆｇ＞１．５×ｄｂ×ｆｂを満足することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のカラーフィルタ。
- Ｒドメイン及びＧドメインがそれぞれ一種又は二種以上の顔料で着色され、並びにＢドメインが一種又は二種以上の染料で着色されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のカラーフィルタ。
- 請求項１〜８のいずれか１項に記載のカラーフィルタを内部に有する液晶セルであって、ＣＩＥ色空間における刺激値Ｘ、Ｙ及びＺのそれぞれから以下の定義に従って算出されるコントラストＣＸ、ＣＹ及びＣＺが、誤差１０％の範囲で互いに等しいことを特徴とする液晶セル。
（液晶セルのＣＸ、ＣＹ及びＣＺはそれぞれ、一対の偏光板を準備し、液晶セルをパラレルニコル状態の当該一対の偏光板の間に挟んだ状態で光を照射して得られる三刺激値Ｘｐ１、Ｙｐ１及びＺｐ１；及び液晶セルをクロスニコル状態の当該一対の偏光板の間に挟んだ状態で光を照射して得られる三刺激値Ｘｃ１、Ｙｃ１及びＺｃ１；を用いて、以下の式
１／ＣＸ＝Ｘｃ１／Ｘｐ１
１／ＣＹ＝Ｙｃ１／Ｙｐ１
１／ＣＺ＝Ｚｃ１／Ｚｐ１
でそれぞれ定義される。） - 垂直配向モードであることを特徴とする請求項９に記載の液晶セル。
- ＣＹが、５０００以上であることを特徴とする請求項９又は１０に記載の液晶セル。
- 一対の偏光子と、その間に配置された請求項９〜１１のいずれか１項に記載の液晶セルとを有する液晶表示装置。
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